Техническая электродинамика. Муромцев Д.Ю - 84 стр.

UptoLike

84
Наличие второго сомножителя
ϕ sinikz
e
показывает, что результи-
рующее поле представляет собой волну, бегущую вдоль координаты Z
по направлению вдоль продольной оси волновода. Коэффициент рас-
пространения зависит от угла падения φ. Будем называть эту постоян-
ную распространения продольным волновым числом (продольным ко-
эффициентом распространения) и обозначать через h:
h = k sinφ. (10.5)
Третий сомножитель sin(kxcosφ) показывает, что поле вдоль по-
перечной координаты x изменяется по синусоидальному закону. Ам-
плитуда поля в пределах волнового фронта z = const не постоянна, а
образует стоячие волны. Скорость изменения амплитуды определяется
коэффициентом
g = kcosφ, (10.6)
который будем называть поперечным волновым числом (поперечным
коэффициентом распространения).
Продольное и поперечное волновые числа связаны соотношением:
h
2
+ g
2
= k
2
. (10.7)
Итак, важное свойство направляемых волн заключается в том, что
данный волновой процесс является неоднородной волной, распростра-
няющейся вдоль координаты Z. При этом амплитуда поля вдоль попе-
речных координат изменяется по закону стоячей волны.
Если поперечную координату ограничить стенкой волновода, на-
пример x = a, то для ограничения стоячей волны стенками волновода
необходимо выполнить условие:
kacosφ = mπ,
где m = 0, 1, 2, 3, индекс типа волны, определяющий количество
стоячих полуволн, укладывающихся вдоль поперечной координаты x.
Используя выражение k = 2π/λ, получим:
сosφ = mλ/2a. (10.8)
Действительно, для любого индекса m при заданном размере a
всегда найдется такая длина волны генератора, называемая критиче-
ской длиной волны данного типа и обозначаемая λ
кр
, для которой вы-
полнение условия (10.5, 10.6) возможно лишь при максимальном зна-
чении cosφ = 1, т.е.
λ
кр
= 2a/m. (10.9)